Функциональные возможности прикладных программ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА ПО ДИСЦИПЛИНЕ

Компьютерные технологии в инженерном проектировании

Екатеринбург

2016



Содержание

Введение

Табличные процессоры

Возможности Excel при работе с функциями

Математические и статистические пакеты прикладных программ

ППП statistica

ППП MathCAD

Заключение

Список литературы



Введение

Прикладные программы предназначены для того, чтобы обеспечить применение вычислительной техники в различных сферах деятельности человека. Поэтому этот класс программ представляет наибольший интерес для массового пользователя компьютеров.

Из-за огромного разнообразия прикладного программного обеспечения существует множество вариантов его классификации. Наиболее общая классификация прикладных программ. Два больших класса:

- ПС общего назначения. К таким относятся программы, обеспечивающие выполнение наиболее часто используемых, универсальных задач (текстовые редакторы, табличные процессоры, графические редакторы, СУБД и т.д.).

- ПС профессионального уровня. Программы этого класса ориентируются на достаточно узкую предметную облать, но проникают в нее достаточно глубоко (издательские системы, САПР - системы автоматизированного проектирования, программы 3D-графики, программы видеомонтажа, нотные редакторы, АСУ - автоматизированные системы управления и т.д.).

Пакеты прикладных программ (ППП) являются мощным инструментом автоматизации решаемых пользователем задач, практически полностью освобождая его от необходимости знать, как выполняет компьютер те или иные функции и процедуры по обработке информации.

В настоящее время имеется широкий спектр ППП, различающихся по своим функциональным возможностям и способам реализации.

Пакет прикладных программ - это комплекс программ, предназначенный для решения задач определенного класса (функциональная подсистема, бизнес-приложение).

В экономической практике пакеты прикладных программ используются в бухгалтерском учете, документационном обеспечении управления, в налогообложении, управлении проектами и персоналом, банковском деле, статистической обработке данных, финансовом анализе, планировании и принятии решений, в страховой деятельности и во многих других областях данной сферы. Популярны так называемые интегрированные системы.



Табличные процессоры

Основным средством решения экономических задач является табличный процессор Excel. Microsoft Excel - средство для работы с электронными таблицами, намного превышающее по своим возможностям существующие редакторы таблиц, первая версия данного продукта была разработана фирмой Microsoft в 1985 году.

Табличные процессоры - удобный инструмент для экономистов, бухгалтеров, инженеров, научных работников - всех тех, кому приходится работать с большими массивами числовой информации. Эти программы позволяют создавать таблицы, которые являются динамическими, т.е. содержат так называемые вычисляемые поля, значения которых автоматически пересчитываются по заданным формулам при изменении значений исходных данных, содержащихся в других полях. В дальнейшем ее можно просматривать, изменять, записывать на магнитный диск для хранения, печатать на принтере.

Microsoft Excel - это программа управления электронных таблицами общего назначения, которая используется для вычислений, организации и анализа деловых данных. Многие фирмы разработчики программного обеспечения для ПК создали свои версии табличных процессоров. Из них наибольшую известность приобрели Lotus 1-2-3 фирмы Lotus Development, Supercalc фирмы Computer Associates.

Excel, очень мощный инструмент для решения задач имеющих дело с массивами разнообразных данных, поэтому область его применения обширна, начиная от бухгалтерских и складских задач и заканчивая расчетами энергетики спутниковых линий. В Excel удобно решать задачи линейной алгебры, такие как работа с матрицами и другое. Так же есть все возможности по полноценной работе (сортировка, выборка, сводные таблицы, анализ) с базами данных. Благодаря наличию языка программирования в Excel возможно создание различных пользовательских программ, которые автоматизируют специфические стандартные задачи.

Возможности Excel при работе с функциями

Функции в Excel используются для выполнения стандартных вычислений в рабочих книгах. Значения, которые используются для вычисления функций, называются аргументами. Значения, возвращаемые функциями в качестве ответа, называются результатами. Помимо встроенных функций вы можете использовать в вычислениях пользовательские функции, которые создаются при помощи средств Excel. Чтобы использовать функцию, нужно ввести ее как часть формулы в ячейку рабочего листа. Последовательность, в которой должны располагаться используемые в формуле символы, называется синтаксисом функции. Все функции используют одинаковые основные правила синтаксиса. Если вы нарушите правила синтаксиса, Excel выдаст сообщение о том, что в формуле имеется ошибка.

Если функция появляется в самом начале формулы, ей должен предшествовать знак равенства, как и во всякой другой формуле.

Аргументы функции записываются в круглых скобках сразу за названием функции и отделяются друг от друга символом точка с запятой. Скобки позволяют Excel определить, где начинается и где заканчивается список аргументов. Внутри скобок должны располагаться аргументы. Помните о том, что при записи функции должны присутствовать открывающая и закрывающая скобки, при этом не следует вставлять пробелы между названием функции и скобками.

В качестве аргументов можно использовать числа, текст, логические значения, массивы, значения ошибок или ссылки. Аргументы могут быть как константами, так и формулами. В свою очередь эти формулы могут содержать другие функции. Функции, являющиеся аргументом другой функции, называются вложенными. В формулах Excel можно использовать до семи уровней вложенности функций.

Задаваемые входные параметры должны иметь допустимые для данного аргумента значения. Некоторые функции могут иметь необязательные аргументы, которые могут отсутствовать при вычислении значения функции.

Типы функций:

Для удобства работы функции в Excel разбиты по категориям: функции управления базами данных и списками, функции даты и времени, DDE/Внешние функции, инженерные функции, финансовые, информационные, логические, функции просмотра и ссылок. Кроме того, присутствуют следующие категории функций: статистические, текстовые и математические.

При помощи текстовых функций имеется возможность обрабатывать текст: извлекать символы, находить нужные, записывать символы в строго определенное место текста и многое другое.

Логические функции помогают создавать сложные формулы, которые в зависимости от выполнения тех или иных условий будут совершать различные виды обработки данных.

В Excel широко представлены математические функции. Например, можно выполнять различные операции с матрицами: умножать, находить обратную, транспонировать.

Функции просмотра и ссылок позволяет "просматривать" информацию, хранящуюся в списке или таблице, а также обрабатывать ссылки.

Математические и статистические пакеты прикладных программ

Одним из направлений внедрения информационных технологий в вузовское образование является применение прикладного программного обеспечения в учебном процессе. Применение пакетов прикладных программ (ППП) обеспечит более эффективное усвоение студентами научных знаний. Эта эффективность проявится в возможности более быстрого усвоения студентами знаний значительно большего объема. Кроме этого само прикладное программное обеспечение является элементом научного знания, и студент овладевший, большим количеством ППП будет более конкурентоспособным и успешным на рынке труда.

Применительно к математическим и экономическим специальностям, усовершенствование учебного процесса в соответствии с требованиями времени должно проявляться во всем большем использовании таких прикладных программных продуктов как MathCAD, MATLAB, Maple, NAG FORTRAN LIBRARY, статистических пакетов. Причем первые четыре пакета целесообразно использовать при ведении курсов по высшей математике, алгебре, математическому анализу, функциональному анализу, дифференциальным уравнениям и другое. Статистические пакеты - при ведении таких курсов как: теория вероятностей и математическая статистика, статистика, многомерные статистические методы, эконометрика и др.

Применение статистических ППП позволяет: улучшить содержательную часть решаемых задач; повысить эффективность учебного процесса за счет сокращения рутинных процедур, эффективного поиска правильного решения за счет быстрой, программной реализации большого количества альтернативных способов решения.

прикладной программа табличный статистический

Системы управления базами данных

Для создания БД внутри машинного информационного обеспечения используются специальные ППП - системы управления базами данных.

База данных - это совокупность специальным образом организованных наборов данных, хранящихся на диске.

Управление базой данных включает в себя ввод данных, их коррекцию и манипулирование данными, то есть добавление, удаление, извлечение, обновление и т.д. Развитые СУБД обеспечивают независимость прикладных программ, работающих с ними, от конкретной организации информации в базах данных. В зависимости от способа организации данных различают: сетевые, иерархические, распределенные, реляционные СУБД.

Из имеющихся СУБД наибольшее распространение получили Microsoft Access, Microsoft FoxPro, Paradox (корпорации Borland), а также СУБД компаний Oracle, Informix, Sybaseи др.

Интегрированными пакетами называются ППП, объединяющие в себе функционально различные программные компоненты ППП общего назначения.

Современные интегрированные ППП могут включать в себя:

· текстовый редактор;

· электронную таблицу;

· графический редактор;

· СУБД;

· коммуникационный модуль.

В качестве дополнительных модулей в интегрированный пакет могут включаться такие компоненты, как система экспорта-импорта файлов, калькулятор, календарь, система программирования.

Информационная связь между компонентами обеспечивается путем унификации форматов представления различных данных. Интеграция различных компонентов в единую систему предоставляет пользователю неоспоримые преимущества в интерфейсе, но неизбежно проигрывает в части повышенных требований к оперативной памяти.

Из имеющихся пакетов можно выделить следующие: Microsoft Office, Framework, Startnave.

ППП STATISTICA

Рынок статистических пакетов достаточно обширен и достигает нескольких тысяч. Это профессиональные пакеты (SAS, BMDP), универсальные пакеты (STADIA, OLIMP, STATGRAPHICS, SPSS, STATISTICA), специализированные (BIOSTAT, MESOSAUR, DATASCOPE). Благодаря деятельности корпорации Софтлайн, являющейся дилером компании производителя StatSoft (USA), одним из наиболее известных в России пакетов для прикладного статистического анализа данных является пакет STATISTICA.

ППП STATISTICA - это универсальная интегрированная система, предназначенная для статистического анализа и визуализации данных, содержащая широкий набор процедур анализа для применения в научных исследованиях различных направлений, технике, бизнесе, учебном процессе.

Преимущества ППП STATISTICA перед другими статистическими пакетами, подчеркивающие целесообразность его использования в производственном процессе следующие:

- с помощью реализованных в системе STATISTICA языков программирования (SCL, STATISTICA BASIC), снабженных специальными средствами поддержки, легко создаются законченные пользовательские решения и встраиваются в различные другие приложения или вычислительные среды;

- переведен на русский язык и можно приобрести лицензионную, русифицированную версию, издано большое число книг с подробным описанием системы STATISTICA 5.0;

- возможно расширение пользователем библиотеки функций, что позволит решать большинство задач по теории вероятностей;

- реализован обмен данными между STATISTICA и Windows приложениями;

- особую актуальность пакет приобретает при решении достаточно трудоемких, сложных с математической точки зрения, и громоздких в реализации методов многомерного анализа;

- любая графическая и текстовая информация в STATISTICA может быть выведена в файл в формате RTF (Rich Text Format - расширенный текстовый формат), который открывается и редактируется в Microsoft Office Word.

ППП MathCAD

MathCAD - это мощная и в то же время простая универсальная среда для решения задач в различных отраслях науки и техники, финансов и экономики, физики и астрономии, строительства и архитектуры, математики и статистики, организации производства и управления. Она располагает широким набором инструментальных, информационных и графических средств. Сегодня MathCAD - одна из самых популярных математических систем. Она пользуется большим спросом у студентов, инженеров, экономистов, менеджеров, научных работников и всех тех, чья деятельность связана с количественными методами расчета.

В настоящее время разработано и функционирует множество различных математических систем: Maple, Mathlab, Mathematica, Reduce, Derive, Theorist, Macsyma и другое. Каждая из них имеет свои преимущества и недостатки, а также свои области применения.

Отличие системы MathCAD от аналогичных:

- в математических системах Reduce, Macsyma, Derive, Maple, Mathematica, Theorist в основном используются целочисленное представление и символьная обработка данных, а в Matlab преимущественно ориентированна на работу с массивами. MathCAD же изначально создавалась для численного решения математических задач (1988 г), и только в 1994 г. в нее были добавлены инструменты символьной математики из системы Maple, что постепенно превратило MathCAD в универсальную систему.

- запись задач в MathCAD наиболее приближена к записи их без использования компьютера, что существенно упрощает применение системы.

- система MathCAD более доступна для массового пользователя: она в несколько раз дешевле своих аналогов (речь идет о лицензионных продуктах).

- система MathCAD - это, скорее, универсальная, чем специализированная математическая система. Так, для решения сложных задач в аналитическом виде лучше применять Maple, а для решения сложных задач линейной алгебры.

- MathCAD имеет встроенную систему автоматического пересчета и контроля единиц измерений в процессе вычислений. Допустим, мы определяем расстояние от одного объекта до другого как сумму отдельных расстояний с использованием различных единиц измерения (мили, футы, ярды, сантиметры). Система MathCAD автоматически произведет перерасчет всех расстояний и выдаст результат с заренее установленной единицей измерения.

- MathCAD имеет достаточно мощную, но простую систему наглядного представления результатов расчета в виде различного рода графиков.

- MathCAD может взаимодействовать с другими приложениями. Например, данные программ Excel или Matlab могут непосредственно включаться в вычислительный поток системы MathCAD: здесь допускается управлять чертежами, выполненными в AutoCAD, использовать Visual Basic и OLE Automation для создания коммерческих приложений и многое другое.

С помощью MathCAD можно вводить исходные данные (как в обычном текстовом редакторе), традиционно описывать решение задачи и получать результаты вычислений в аналитическом и численном виде с возможностью использования средств графического представления результатов. Запись математических выражений производится с применением общепринятых знаков (квадратный корень, знак деления в виде горизонтальной черты, знаки интеграла, дифференциала, сумму).

В MathCAD встроены хорошо организованные текстовый, формульный и графический редакторы. Они оснащены удобным пользовательским интерфейсом и разнообразными математическими возможностями.

В последних версиях MathCAD допускается импортировать любые графические изображения (от простых графиков функций до специализированных чертежей системы AutoCAD) и использовать средства анимации, звуковые и стереофонические эффекты.

MathCad - это гибкий инструмент для математических, инженерных, научных и финансовых вычислений более высокого уровня, чем электронные таблицы, так как он создавался на основе электронных таблиц.

В последних выпусках MathCad видна устойчивая тенденция к тесной интеграции с общераспространенными настольными приложениями. В отличие от других высоко функциональных пакетов, например Mathematica, которые выполняют роль основного инструмента специалиста, MathCad вполне пригоден и в качестве вспомогательного средства. Так, пользователь, которого не удовлетворяют графика или программистские возможности Microsoft Excel, может использовать более мощные средства MathCad, предоставляющего вместо жестких сеток Excel среду для создания сложных документов.

Ядро MathCad напоминает рабочую тетрадь с интерфейсом в стиле текстового редактора и имеет готовые инструменты для числовых и символьных вычислений и построения графиков, дающие в совокупности гораздо более мощные и гибкие возможности, чем электронные таблицы.

MathCad обладает несравнимо более высоким потенциалом в сфере обработки экспериментальных данных (интерполяции, регрессии, экстраполяции), поэтому, даже если результаты измерений были записаны в виде электронной таблицы, строить на их основе графики и диаграммы лучше в MathCad.

Технология работы в средах Microsoft Excel и MathCad имеет много общего. Так, процесс создания «программы» идет параллельно с ее отладкой и оптимизацией. Отладочные фрагменты (не только числа, но и графики, а также анимационные клипы) можно оставить в готовой таблице или в MathCad-документе для того, чтобы убедиться в правильности хода решения задачи. В Microsoft Excel и в MathCad встроено большое количество математических операторов и функций. И в среде Microsoft Excel, и в среде MathCad математический аппарат можно расширять, создавая пользовательские операторы, функции и процедуры.

Следовательно, в силу своей схожести, эти пакеты могут работать совместно. Экспортировать данные из таблицы Microsoft Excel в матрицу MathCad можно просто скопировав их и вставив затем в пустую таблицу ввода. Однако провести обратную операцию, то есть данные из матрицы MathCad экспортировать в Microsoft Excel, используя таблицу ввода, невозможно. Для выполнения этой задачи следует задействовать таблицу Microsoft Excel как компонент MathCad.

Идея совместной работы реализована в среде программы MathConnex, входящей в состав MathCad. MathConnex позволяет интегрировать различные приложения Windows (Excel, MathCad, MatLab, Axum) и организовывать передачу данных между ними.

На рабочем столе MathConnex находятся три компоненты: вверху - электронная таблица Excel с одним выходом; в середине - MathCad-документ (там комментарии прописаны ярким шрифтом, а рабочие формулы - блеклым) с одним входом и одним выходом; одна электронная таблица Excel внизу с одним входом.

Входы и выходы компонент пользователь соединяет линиями с помощью протяжки мышью. При создании рабочего листа MathConnex (а это делается довольно просто: нажимается кнопка с пиктограммой соответствующей компоненты, и «перетаскивается» на рабочий лист) в результате появляются диалоговые окна для задания параметров компонент. Одно из таких окон, работая с которым пользователь задает число входов (Inputs) и выходов (Outputs) у электронной таблицы, связывает с ними области ячеек.

Вставляя электронную таблицу Excel в рабочий лист MathConnex, пользователь может либо создать новую таблицу, либо взять готовую из архива.

В среде MathCоnnex имеется 16 компонент (разбитых на 4 группы): ввод и вывод данных:

- ввод локальных констант, можно обойтись без верхней Excel-таблицы, вводя исходные данные (константы 138, 540, 5 и 3) прямо в MathCad-компоненту;

- ввод глобальных констант - констант, доступных во всех компонентах;

чтение (запись) данных из файлов на дисках;

- генерирование последовательностей (значения переменной, линейно меняющейся в заданном диапазоне с заданной скоростью), эта компонента незаменима при моделировании динамических процессов, ею можно, к примеру, задавать течение времени.

Просмотр результата:

- «инспектор» - эту компоненту обычно вставляют на линиях для контроля потоков данных;

- график MathConnex (не просто график, а скорее осциллограф, позволяющий визуализировать динамику изменения неких величин);

- график Axum (графики можно построить и в Excel- и MathCad-компонентах.

Вычисление:

- MathCad;

- - Excel;

MatLab;

- Калькулятор MathConnex - его используют для небольших вычислений, когда не имеет смысла задействовать один из вышеперечисленных «монстров» - Excel, MathCad или MatLab.

Управление потоками данных:

- выключатель;

- слияние потоков;

- разветвитель по условию;

- стоп/пауза.

MathConnex - это одно из средств визуализации OLE2-технологии. Раньше такие программно-апаратные средства решения задач назывались системными интеграторами. Они предназначены, в том числе, и для ситуационного моделирования. Аналогичные функции выполняет MathConnex только уже на качественно ином уровне.



Заключение

На сегодняшний день пакеты прикладных программ как общего, так и специального назначения используются практически во всех видах человеческой деятельности и их многообразие очень велико и растет с каждым днем.

В настоящее время интеграционные процессы в среде программных продуктов различных фирм-производителей носят массовый характер, и тесное взаимодействие MathCad и Microsoft Excel лишь часть процесса создания единого мощнейшего программного продукта, который должен соединить в себе все наиболее необходимые пользователю функции и организовать их на должном уровне.

MathCad и Excel, Promt и Word, Word и Fine Reader и многие другие разработки в области программного обеспечения имеют многоуровневую взаимосвязь. Без понимания принципов интегрирования различных программных продуктов современный пользователь лишается широких возможностей ускорения и упрощения работы на компьютере.

В экономике, как одной из наиболее важной и постоянно развивающейся области человеческой деятельности, многообразие используемых программных средств достаточно велико. В данной работе были рассмотрены основных ППП - это офисные пакеты, математические пакеты, статистические пакеты.



Список литературы

1. Ганин Н.Б. Проектирование и прочностной расчет в системе KOMПAC-3D V13 [Текст]. - М.: ДМК Пресс, 2011. - 320 с. 14

2. Ганин Н.Б. Проектирование в системе Компас-3D [Текст]. - С-Пб.: Питер, 2008. - 448 с.

3. Малюх В.Н. Введение в современные САПР [Текст]: Курс лекций. - М.: ДМК Пресс, 2010. - 192 с.

Дополнительная литература:

1. Большаков В.П. Создание трехмерных моделей и конструкторской документации в системе КОМПАС-3D [Текст]. СПб.: БХВ-Петербург, 2010. - 496 с.

2. Кудрявцев Е.М. Компас-3D. Проектирование в машиностроении [Текст]. - М.: ДМК Пресс, 2009. - 440 с.

3. Кондаков А.И САПР технологических процессов [Текст]: учебник для студ. высш. учеб. заведений. - М.: Издательский центр «Академия», 2007. - 272 с.

4. Огородникова О. М. Учебно-исследовательская работа студентов [Текст]: курс лекции. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2007. - 71 с.

Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы

1. Азбука КОМПАС - 3D. - Режим доступа: http://kompas.ru/source/info_materials/kompas_v15/Tut_3D.pdf.

2. Азбука КОМПАС - Графика . - Режим доступа:

http://kompas.ru/source/info_materials/kompas_v15/Tut_2D.pdf.

3. Быстрый старт LVMFlow. - Режим доступа:

http://wp_lvm.mkmsoft.ru/wp-content/uploads/2010/12/Быстрый старт-

LVMFlow2.92.pdf.

Размещено на Allbest.ru